2.8.1. Mục tiêu
- Khảo sát mối liên hệ giữa áp suất và thể tích và xác nhận định luật Boyle – Mariotte
2.8.2. Dụng cụ thí nghiệm
1 aMixer MGA, 1 cảm biến áp suất khí, 1 xi lanh.
2.8.3. Tiến hành thí nghiệm
* Chuẩn bị
- Bước 1: Mở aMixer MGA, kết nối cảm biến áp suất khí vào CH 1 của aMixer MGA. Kết nối thiết bị aMixer MGA với máy vi tính và chạy phần mềm hỗ trợ. Trên màn hình xuất hiện “Áp suất khí (0-250kPa)” rồi kích “Chạy” (Hình 2.8.1).
- Bước 2: Kích vào biểu tượng để chuyển sang chế độ xem dạng đồng hồ kim và kích vào kênh 1 để mở rộng đồng hồ hiển thị toàn màn hình (Hình 2.8.2).
Hình 2.8.2
- Bước 3: Điều chỉnh vị trí của pittông sao cho vòng đen tại đầu của nó đến vị trí đánh dấu “20 ml” trên xilanh (Hình 2.8.3).
Hình 2.8.3
- Bước 4: Gắn đầu của xilanh vào cảm biến áp suất khí, vặn xilanh theo chiều kim đồng hồ nhẹ nhàng đến khi nó gắn chặt vào cảm biến. Bảo đảm rằng vị trícủa pittông vẫn ở điểm “20 ml” (Hình 2.8.4).
* Thu thập dữ liệu
- Bước 5: Kích vào biểu tượng trên phần mềm hỗ trợ để bắt đầu thu thập dữ liệu. Ghi lại giá trị áp suất thu được vào Bảng 1.
- Bước 6: Đẩy pit-tông chừng nào vòng đen đến vị trí đánh dấu “18 ml”. - Bước 7: Khi giá trị áp suất hiển thị ổn định, ghi lại vào Bảng 1.
- Bước 8: Lặp lại bước 6 và 7 với vòng đen đầu pittông đến các vị trí đánh dấu “16 ml”, “14 ml”, “12 ml” và “10 ml”. Ghi lại giá trị áp suất thu được vào Bảng 1. Kích vào biểu tượng để dừng thu thập dữ liệu.
Bảng 1 Thể tích (ml) Áp suất (kPa) 1/thể tích (ml-1) 20 100,7 0,05 18 113 0,05556 16 119,2 0,0625 14 133,4 0,07142 12 152,3 0,08333 10 178,2 0,1 2.8.4. Phân tích kết quả
- Bước 9: Nhấn vào biểu tượng trong mục “Trình đơn công cụ”, chọn “Đầu vào dữ liệu riêng”, nhấn “Chạy” (Hình 2.8.5).
- Bước 10: Nhấn vào biểu tượng nhập tên và đơn vị vào 2 cột lần lượt là “Áp suất” đơn vị “kPa”, “1/Thể tích” đơn vị “1/ml” (Hình 2.8.6), (Hình 2.8.7).
- Bước 11: Kích vào biểu tượng bắt đầu nhập các giá trị thu được từ Bảng 1 các cột giá trị (Hình 2.8.8). Sau khi nhập xong nhấn vào biểu tượng rồi kích vào biểu tượng để thu được dạng đồ thị của áp suất theo x (Hình 2.8.9).
Hình 2.8.8 Hình 2.8.9 - Bước 12: Nhấn vào biểu tượng rồi chọn “Hồi qui tuyến tính” ta sẽ thu
được đồ thị một đường thẳng có dạng y = ax + b phù hợp nhất với những điểm đã có trên đồ thị (Hình 2.8.10).
2.8.5. Kết luận
Từ kết quả thí nghiệm thu được hệ số a của đường thẳng thu được chính là giá trị hằng số trong công thức pV = const và giá trị R2≈ 1 có nghĩa là đường thẳng thu được phù hợp hoàn toàn với những điểm đã có. Điều đó có nghĩa là kết quả tuân theo định luật Boyle – Mariotte. Như vậy, dụng cụ để thực hiện thí nghiệm vừa rồi rất gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt, sử dụng và kết quả thu được có độ chính xác cao.